一种低碳节能的绿色自维持建筑

技术领域

本发明属于绿色建筑的技术领域，特别涉及一种低碳节能的绿色自维持建筑。

背景技术

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，将太阳能技术引入建筑工程领域，通过太阳能板将光能储存到蓄电池中，再由逆变器将蓄电池中的直流电转变为电器使用所需要的交流电，可有效达到节能减排的目的；雨水作为重要的水资源，有效利用雨水是保证城市水资源再利用的有效途径，对雨水进行资源化利用，减少建筑对淡水资源的需求量，改善城市微气候，为绿色生活开拓一种新思路。

目前现有的建筑多以砖、钢筋、混凝土为主体，加以保温板形成外墙，这些建筑结构单一、隔热性能差，室内温度受外界环境的影响较大，由此会加大室内空调等电器的使用，加剧对环境的破坏；同时传统光伏支架为保证自身稳定性多固定安装，致使太阳能板无法适应性调节，降低太阳能板热辐射能收集效率；另外，当降雨量较大时，多余的雨水随着排水管排向地面，没有对雨水进行再利用，造成水资源的浪费。

针对上述相关技术，发明人认为传统建筑的大量建设会加剧能源的消耗，同时不恰当的后续运维也会加剧资源的浪费与环境的消耗，这与国家提倡的生态文明建设是相违背的。因此，如何提供一种低碳节能的绿色自维持建筑是本领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种低碳节能的绿色自维持建筑，用于减少建筑碳排放，降低能源的消耗，提高对环境的保护。

本发明采用的技术方案是：

一种低碳节能的绿色自维持建筑，其特征在于，包括墙体，所述墙体顶部设有楼顶板与顶棚，所述顶棚上设置有光伏系统，所述楼顶板上设置有绿化池；其中

所述光伏系统包括光伏板、光伏玻璃栏杆、调节支撑装置、蓄电装置和控制器，所述光伏板固定连接在所述调节支撑装置上，所述光伏玻璃栏杆围设在所述楼顶板上，所述绿化池设置在所述光伏玻璃栏杆内，所述蓄电装置与所述控制器均设置于所述顶棚下方；所述光伏板和光伏玻璃栏杆分别与所述蓄电装置电连接，所述调节支撑装置和所述蓄电装置分别与所述控制器信号连接；

所述调节支撑装置包括支撑板、支撑杆、调节杆以及驱动组件，所述驱动组件与所述蓄电装置电连接；所述光伏板安装在所述支撑板上，且所述支撑板的底部开设有滑槽，所述滑槽内部滑动连接有滑块，所述支撑杆的一端固定连接在顶棚上，另一端与所述支撑板铰接，所述调节杆的一端铰接在所述滑块底部，另一端与所述驱动组件驱动连接，所述驱动组件驱动所述调节杆移动，所述调节杆带动所述滑块在所述滑槽内滑动，进而带动所述光伏板产生不同的倾斜角度收集太阳能，以满足用户不同阶段需求。

进一步的，所述驱动组件包括齿轮、齿条和驱动电机，所述驱动电机与所述蓄电装置电连接；所述顶棚上开设有凹槽，所述齿轮转动连接在所述凹槽内，所述齿条的一端套设在所述齿轮上且与所述齿轮转动啮合，所述齿条的另一端与所述调节杆固定连接，所述驱动电机设置于所述凹槽内，并且所述驱动电机的输出轴与所述齿轮的轮轴固定连接，所述驱动电机运行后带动齿轮转动，齿轮带动齿条滑动从而带动调节杆移动，调节杆带动滑块在滑槽内滑动，进而带动光伏板产生不同的倾斜角度。

进一步的，所述绿化池包括若干绿化单元、自动灌溉系统和储水池，所述自动灌溉系统设置于绿化单元的上方，所述储水池位于所述绿化单元的下方，所述储水池内设置有水泵，所述水泵的出水端连接所述自动灌溉系统，所述自动灌溉系统与所述蓄电装置电连接。

进一步的，若干所述绿化单元从上至下依次布置有植被层、基质层、过滤层以及蓄排水层；所述绿化单元外壁的底面连接有排水管，所述排水管的一端与所述蓄排水层相连通，另一端与所述储水池连通。

进一步的，每个所述绿化单元内设置有湿度传感器，所述湿度传感器分别与所述蓄电装置、所述自动灌溉系统电信号连接。

进一步的，所述自动灌溉系统包括灌溉主管、灌溉支管、灌溉喷头与管道支撑，若干所述灌溉支管设置于所述绿化单元的上方，所述管道支撑设置于所述灌溉主管的下方；所述灌溉主管的一端通过所述水泵与所述储水池连通，所述灌溉主管的另一端与若干所述灌溉支管的一端连接，所述灌溉喷头均安装在所述灌溉支管的另一端上。

进一步的，所述光伏玻璃栏杆包括光伏玻璃、不锈钢管与成品钢架，所述光伏玻璃与所述不锈钢管通过所述成品钢架固定连接构成所述光伏玻璃栏杆。

进一步的，所述墙体包括钢框架、钢筋网片与泡沫混凝土芯材，所述钢框架内浇筑所述泡沫混凝土芯材，所述钢框架的内、外两侧各设置一层钢筋网片。

进一步的，所述储水池包括储水池本体、盖板、入水口、过滤结构、防水层和溢水管，相邻所述绿化单元之间倾斜设置有所述盖板，所述入水口位于所述盖板下端，所述储水池本体的侧面设置有溢水口，所述溢水口连接所述溢水管，所述溢水管与地面绿化连通；所述入水口下方设有所述过滤结构，所述过滤结构从上至下依次铺设有无烟煤、沸石、活性炭和生化棉；所述防水层设置于所述储水池本体的下端。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明在降水时，在对绿化单元进行浇灌的同时，余下的雨水将被储水池收集，在晴天时，通过水泵将储水池内过滤后的雨水抽出并经连接管至自动灌溉系统完成对绿化单元的灌溉；通过对雨水的利用，减少水资源的浪费，提高城市建筑的绿色生态环境。

2、本发明通过齿轮转动带动齿条，促使调节杆在滑槽内滑动而改变并固定光伏板的角度，可以使光伏板的角度进行适应性调节，有利于用户根据光照实际情况对光伏板进行角度调节，从而使光伏板可以更全面的接收光照，进而增加发电效率和发电量，实现节约能源、降低碳排放的目的。

3、本发明所述的绿化池，结合绿化单元和储水池，通过绿化单元提升建筑的保温隔热效果，通过储水池收集雨水用于浇灌屋顶及地面植物，对雨水进行及时利用和储存利用，节约水资源，起到节能减排的作用。

4、本发明将竖向承重构件和水平承重构件与围护墙合为一体，使墙体兼具承重和保温功能；结构简单，操作便捷，达到低碳节能的效果，可在生活中广泛应用，为低碳生活提供一种全新的可能性。

附图说明

图1为本发明实施例中一种低碳节能的绿色自维持建筑南北向剖视图。

图2为本发明实例中可调节光伏系统中调节支撑装置的结构示意图。

图3为发明实例中光伏玻璃栏杆的结构示意图。

图4为本发明实施例中一种低碳节能的绿色自维持建筑俯视图。

图5为本发明实例中绿化单元的结构示意图。

附图标记说明：1、墙体；11、钢框架；12、泡沫混凝土芯材；13、钢筋网片；2、顶棚；21、凹槽；3、楼顶板；4、光伏系统；41、光伏板；42、光伏玻璃栏杆；421、光伏玻璃；422、不锈钢管；423、成品钢夹；43、调节支撑装置；431、滑槽；432、滑块；433、支撑杆；434、调节杆；435、齿轮；436、齿条；437、驱动电机；44、蓄电装置；45、控制器；5、绿化池；51、绿化单元；511、植被层；512、基质层；513、过滤层；514、蓄排水层；515、排水管；516、湿度传感器；52、自动灌溉系统；521、水泵；522、灌溉主管；523、灌溉支管；524、灌溉喷头；525、管道支撑；53、储水池；531、盖板；532、入水口；533、过滤结构；534、防水层；535、溢水管

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。

参考图1至图5，本发明的一种低碳节能的绿色自维持建筑，包括墙体1，所述墙体顶部设有楼顶板3与顶棚2，所述顶棚2上设置有光伏系统4，所述楼顶板3上设置有绿化池5；其中

所述光伏系统4包括光伏板41、光伏玻璃栏杆42、调节支撑装置43、蓄电装置44和控制器45，所述光伏板41固定连接在所述调节支撑装置43上，所述光伏玻璃栏杆42围设在所述楼顶板3上，所述绿化池5设置在所述光伏玻璃栏杆42内，所述蓄电装置44与所述控制器45均设置于所述顶棚2下方；所述光伏板41和光伏玻璃栏杆42分别与所述蓄电装置44电连接，所述调节支撑装置43和所述蓄电装置44分别与所述控制器45信号连接；光伏板41和光伏玻璃栏杆42可以接收光能，并通过蓄电装置44转化为建筑内各种用电设备所需要的交流电。

所述调节支撑装置43包括支撑板、支撑杆433、调节杆434以及驱动组件，所述驱动组件与所述蓄电装置44电连接；所述光伏板41安装在所述支撑板上，且所述支撑板的底部开设有滑槽431，所述滑槽431内部滑动连接有滑块432，所述支撑杆433的一端固定连接在顶棚2上，另一端与所述支撑板铰接，所述调节杆434的一端铰接在所述滑块432底部，另一端与所述驱动组件驱动连接，所述驱动组件驱动所述调节杆434移动，所述调节杆434带动所述滑块432在所述滑槽431内滑动，进而带动所述光伏板41产生不同的倾斜角度收集太阳能，以满足用户不同阶段需求。

在一种实施例中，所述驱动组件包括齿轮435、齿条436和驱动电机437，所述驱动电机437与所述蓄电装置44电连接；所述顶棚2上开设有凹槽21，所述齿轮435转动连接在所述凹槽21内，所述齿条436的一端套设在所述齿轮435上且与所述齿轮435转动啮合，所述齿条436的另一端与所述调节杆434固定连接，所述驱动电机437设置于所述凹槽21内，并且所述驱动电机437的输出轴与所述齿轮435的轮轴固定连接，所述驱动电机437运行后带动齿轮435转动，齿轮435带动齿条436滑动从而带动调节杆434移动，调节杆434带动滑块432在滑槽431内滑动，进而带动光伏板41产生不同的倾斜角度。

在一种实施例中，所述绿化池5包括若干绿化单元51、自动灌溉系统52和储水池53，所述自动灌溉系统52设置于绿化单元51的上方，所述储水池53位于所述绿化单元51的下方，所述储水池53内设置有水泵521，所述水泵521的出水端连接所述自动灌溉系统52，所述自动灌溉系统52与所述蓄电装置44电连接。绿化单元51位于建筑楼顶板3，通过绿化提升建筑的保温隔热效果，自动灌溉系统52可以在天气干旱的时候抽取储水池53中的水供绿化单元51内植被浇灌使用，保证绿化单元51的植物正常生长，储水池53可以将雨水与绿化单元51中多余的水分存储收集，节约水资源。

在一种实施例中，若干所述绿化单元51从上至下依次布置有植被层511、基质层512、过滤层513以及蓄排水层514；所述绿化单元51外壁的底面连接有排水管515，所述排水管515的一端与所述蓄排水层514相连通，另一端与所述储水池53连通。

在一种实施例中，每个所述绿化单元51内设置有湿度传感器516，一般将湿度传感器516设置在基质层512内，通过监测基质层湿度可以控制自动灌溉系统52，所述湿度传感器516分别与所述蓄电装置44、所述自动灌溉系统52电信号连接。

在一种实施例中，所述自动灌溉系统52包括灌溉主管522、灌溉支管523、灌溉喷头524与管道支撑525，若干所述灌溉支管523设置于所述绿化单元51的上方，所述管道支撑525设置于所述灌溉主管522的下方；所述灌溉主管522的一端通过所述水泵521与所述储水池53连通，所述灌溉主管522的另一端与若干所述灌溉支管523的一端连接，所述灌溉喷头524均安装在所述灌溉支管523的另一端上。水泵521将储水池53内的水抽出后经过灌溉主管522、灌溉支管523，由灌溉喷头524喷出，为绿化单元51内的植被提供水分补给。

在一种实施例中，所述光伏玻璃栏杆42包括光伏玻璃421、不锈钢管422与成品钢架423，所述光伏玻璃421与所述不锈钢管422通过所述成品钢架423固定连接构成所述光伏玻璃栏杆42。

在一种实施例中，所述墙体1包括钢框架11、钢筋网片13与泡沫混凝土芯材12，所述钢框架11内浇筑所述泡沫混凝土芯材12，所述钢框架11的内、外两侧各设置一层钢筋网片13。

在一种实施例中，所述储水池53包括储水池本体、盖板531、入水口532、过滤结构533、防水层534和溢水管535，相邻所述绿化单元51之间倾斜设置有所述盖板531，所述入水口532位于所述盖板531下端，所述储水池本体的侧面设置有溢水口，所述溢水口连接所述溢水管535，所述溢水管535与地面绿化连通；所述入水口532下方设有所述过滤结构533，所述过滤结构533从上至下依次铺设有无烟煤、沸石、活性炭和生化棉；所述防水层534设置于所述储水池本体的下端。在雨水天气可以将雨水引流至入水口532，同时盖板在一定程度上可以隔绝外界污染，有效保障储水池53内的水质，过滤结构可以对雨水进行初步过滤，保证灌溉水质，防水层534设置于储水池53下端，隔绝楼顶板3，起到建筑防水作用；同时，在雨水量较多的时候，可以将储水池53内超出溢水口的水通过溢水管导出到地面，不仅避免水漫出流入楼内，而且可以将多余的水用于地面绿植浇灌，节约资源。

本发明的工作原理如下：

当天气晴朗，阳光充足时，驱动电机437驱动调节支撑装置43，促使光伏板41形成适宜角度收集太阳能，同时光伏玻璃栏杆42吸收太阳能，两者所吸收的太阳能由蓄电系统44转化为电能供建筑内用电设备使用，例如自动灌溉系统52、湿度传感器516等。

当天气持续晴朗致使湿度传感器516监测到基质层512湿度低于标准值时，控制器45启动水泵521，使储水池53中的水经自动灌溉系统喷52灌至绿化单元51，完成绿化单元的灌溉。

当天气阴雨，雨水较多时，一部分雨水经盖板531引流至储水池532入水口，经过滤结构533后，储存至储水池53内；一部分雨水落入绿化单元51，其中多余雨水经植被层511、基质层512、过滤层513过滤后经蓄排水层514导入储水池内储存。当储水池53内储水过多，达到溢水口时，多余水会经溢水管535排至地面，灌溉地面绿化。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。